西安城市路边土壤重金属污染与天然放射性水平研究

本研究以西安城市路边土壤重金属地球化学特征与天然放射性水平为内容,详细分析了西安城市路边表层土壤样品的理化特征和常量元素组分；利用X-Ray荧光光谱仪测定了土壤中主要重金属元素的含量水平；采用欧共体修正的BCR四步连续提取法分析了土壤中主要重金属的赋存形态：通过机械筛分实验探讨了土壤粒径组成以及重金属元素在不同粒径土壤中的分布情况；并运用多道低本底γ能谱仪测定了路边土壤的天然放射性核素水平。本研究的主要结论如下：(1)西安城市路边土壤的各项理化指标分别为：pH值为8.61,电导率值为482.5μs/cm,低频磁化率、高频磁化率和频率磁化率分别为181.37x10-8m3/kg、171.55×10-8m3/kg和5.93%,烧失量为2.53%,粒度分析结果显示土壤主要以砂粒和粉粒为主。土壤常量元素组成与地壳丰度基本一致。(2)西安城市路边土壤重金属As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为10.9、17.7、106.1、43.1、641.0、33.7、52.8和131.9 mg/kg。整体来看,Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn7种重金属元素的平均含量均高于陕西土壤元素背景值和中国土壤元素背景值,其中Cu、Pb和Zn的富集程度高,累积量大, Co和Cr含量较高,As、Mn和Ni含量与背景值相近或稍高于背景值。(3)西安城市路边土壤重金属以残渣态为主要存在方式,重金属的直接危害性(主要指弱酸提取态)大小为：Cr>Mn>Zn>Pb>Ni>Cu>Co。重金属的“非稳态”环境生态风险大小为：Pb>Mn>Cr>Zn>Ni>Co>Cu。(4)西安城市路边土壤中重金属元素主要集中在较小粒径范围内,即0.063～0.050 mm和<0.050 mm土壤颗粒中。(5)多元统计分析结果显示西安城市路边土壤中As、Mn和Ni之间表现出显著的正相关性,Cu、Pb和Zn之间的正相关性极为显著,Co与Cr的相关性较好。分析得出As、Mn和Ni主要来自于自然源和交通源,Cu、Pb和Zn主要来自于交通源,Co和Cr主要来自于工业源。(6)西安城市路边土壤中天然放射性核素40K、226Ra和232Th的平均比活度分别为：707.67、39.05和48.75 Bq/kg；高于陕西土壤中天然放射性核素的比活度。通过计算得知路边土壤外照射指数处于安全范围之内,可作为建筑材料使用,对居民不会构成任何重大的放射性威胁。